Su Okazaki fragmenti su DNA segmenti mogu se sintetizirati u lancu iza tijekom procesa replikacije DNA. Ime su dobili po njihovim otkrivačima, Reiji Okazaki i Tsuneko Okazaki, koji su 1968. proučavali replikaciju DNK u virusu koji zaražava bakteriju Escherichia coli.
DNK čine dvije niti koje tvore dvostruku spiralu, koja uvelike podsjeća na spiralno stubište. Kad ćelija dijeliti, mora napraviti kopiju svog genetskog materijala. Ovaj postupak kopiranja genetskih podataka poznat je kao replikacija DNA.
Tijekom replikacije DNK kopiraju se dva lanca koja čine dvostruku spiralu, jedina razlika je smjer u kojem su ti lanci orijentirani. Jedan od žica je u smjeru 5 '→ 3', a drugi je u suprotnom smjeru, u smjeru 3 '→ 5'.
Većina informacija o replikaciji DNA dolazi iz studija provedenih na bakteriji E. coli i nekim njezinim virusima.
Međutim, postoji dovoljno dokaza da se zaključi da je većina aspekata replikacije DNK slična i u prokariota i u eukariota, uključujući i ljude.
Okazaki fragmenti i replikacija DNK
Na početku replikacije DNK, dvostruka spirala odvojena je enzimom zvanim helikaza. DNA helikaza je protein koji razbija vodikove veze koje zadržavaju DNK u strukturi dvostruke spirale, ostavljajući tako dvije niti labave.
Svaki pramen u dvostrukoj spirali DNA usmjeren je u suprotnom smjeru. Dakle, lanac ima smjer 5 '→ 3', što je prirodni smjer replikacije i zato se naziva vodljivi niz. Drugi lanac ima smjer 3 '→ 5', što je obrnutog smjera i naziva se zaostali niz.
DNK polimeraza je enzim zadužen za sintezu novih lanaca DNK, uzimajući kao predložak dvije prethodno odvojene niti. Ovaj enzim djeluje samo u smjeru 5 '→ 3'. Slijedom toga, samo u jednom od nizova predložaka (vodeći niz) može se odvijati kontinuirana sinteza novog lanca DNA.
Naprotiv, budući da je pramen suprotne orijentacije (3 '→ 5' smjeru), sinteza njegovog komplementarnog lanca provodi se nekontinuirano. To podrazumijeva sintezu tih segmenata genetskog materijala koji se nazivaju fragmenti Okazaki.
Okazaki fragmenti su u eukariota kraći nego u prokariota. Međutim, vodljivi i zaostali nizovi repliciraju se neprekidnim i isprekidanim mehanizmima u svim organizmima.
Trening
Okazaki fragmenti napravljeni su od kratkog komada RNA nazvanog prajmer, koji se sintetizira enzimom nazvanim primaza. Primer se sintetizira na zaostalom sloju predloška.
Enzim DNA polimeraza dodaje nukleotide prethodno sintetiziranom RNA temeljnom sloju, stvarajući tako Okazaki fragment. Segment RNA se nakon toga uklanja drugim enzimom, a zatim zamjenjuje DNK.
Konačno, Okazaki fragmenti su pričvršćeni na rastući lanac DNA djelovanjem enzima koji se zove ligaza. Tako se sinteza zaostalog lanca događa prekidno zbog njegove suprotne orijentacije.
Reference
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2014). Molekularna biologija stanice (6. izd.). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemija (8. izd.). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genoma 3 (3. izd.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Uvod u genetsku analizu (11. izd.). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., i Sugino, A. (1968). Mehanizam rasta lanca DNA. I. Mogući diskontinuitet i neobična sekundarna struktura novo sintetiziranih lanaca. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti Sjedinjenih Američkih Država, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. i Simmons, M. (2011). Načela genetike (6. izd.). John Wiley i sinovi.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Osnove biokemije: život na molekularnoj razini (5. izd.). Wiley.